Предложена эффективная технология в борьбе с токсичными водорослями

В разгар летней жары, когда любители пляжного отдыха стекаются к берегам, вредное цветение водорослей может стать серьезным препятствием для их планов. Существующие же методы удаления или нейтрализации продуцирующих токсины водорослей и цианобактерий в водных путях пока не представляют эффективных и практичных решений проблемы. Однако ученые из ACS ES&T Water предложили технологию, которая может стать во многом панацеей: они покрыли плавающую губку порошком, похожим на древесный уголь, которая показала более чем 85%-ную эффективность в удалении клеток водорослей, обнаруженных в образцах озерной и речной воды.

Ярко окрашенные бактерии, варьирующиеся от электризационно-зеленого до ярко-оранжево-красного, и менее ярко окрашенные цианобактерии Microcystis aeruginosa могут вырабатывать токсины, представляющие угрозу для людей и животных. Исследователи ранее изучали использование кислот и сильных окислителей для повреждения и уничтожения клеток Microcystis aeruginosa, но проблема заключается в том, чтобы одновременно избежать образования нежелательных, потенциально вредных побочных продуктов.

Цзянфан Ю, Лин Тан и их коллеги-ученые предложили использовать окислители на основе персульфата для контроля роста этого конкретного вида водорослей. Однако эффективность этих соединений требовала наличия катализаторов, таких как порошкообразный биоуголь — вещество, похожее на древесный уголь, получаемое из углеродсодержащих отходов. Команда задалась целью разработать плавучий материал, содержащий биоуголь, который усилил бы разрушение вредных клеток водорослей, не нанося вреда окружающей среде за счет образования побочных продуктов.

Исследователи начали свою работу с использования пористой губки, изготовленной из меламина, и впоследствии получили порошкообразный биоуголь из панцирей креветок. Они изобретательно поместили тонкий слой поливинилового спирта между губкой и биоуглем, эффективно соединив слои вместе при температуре 300°C . В сочетании с окислителем на основе персульфата плавающая губка продемонстрировала свою способность повреждать мембраны примерно 90% клеток M. aeruginosa в лабораторных чашках всего за пять часов. В результате клеточные мембраны разрывались, высвобождая свое содержимое, которое быстро распадалось на более мелкие компоненты.

Кроме того, ученые провели испытания с использованием каталитической губки и персульфатной системы на реальных образцах озерной и речной воды, успешно инактивировав более 85% клеток водорослей. Таким образом, заявляют ученые, новый подход мог бы послужить эффективным и очень практичным методом борьбы с цветением водорослей в окружающей среде.